本實(shí)用新型涉及石油開采領(lǐng)域，尤其涉及一種擴(kuò)張式間歇注汽封隔器。

背景技術(shù)：

稠油在我國油田蘊(yùn)藏量較為豐富，但由于其膠質(zhì)、瀝青含量甚高，流動(dòng)性差，因而開采難度較大。隨著蒸汽吞吐輪次逐漸增多，有些區(qū)塊進(jìn)入蒸汽驅(qū)SAGD技術(shù)開發(fā)中后期，蒸汽采出比逐漸下降，蒸汽成本逐漸增加。因油藏開發(fā)方式轉(zhuǎn)變，現(xiàn)場需要間歇注汽工藝技術(shù)，目前間歇注汽所用封隔器尚不能夠?qū)崿F(xiàn)間歇注汽工藝下的多輪次注汽要求。

如圖2所示，現(xiàn)有的擴(kuò)張式封隔器200包括一中心管1，在中心管1的外面同軸套設(shè)有中心外管2，中心管1與中心外管2之間通過密封件密封。中心外管2的外部固定有擴(kuò)張?bào)w81，擴(kuò)張?bào)w81的外側(cè)面上嵌入固定有密封銅套82，密封銅套82的外側(cè)面與擴(kuò)張?bào)w81的外側(cè)面齊平，擴(kuò)張?bào)w81和密封銅套82形成為密封段。擴(kuò)張?bào)w81與中心外管2之間具有環(huán)形容置空間9，環(huán)形容置空間9內(nèi)填充有易受熱膨脹的液體。當(dāng)通過中心管1向井內(nèi)注汽時(shí)，注汽的高溫傳遞到環(huán)形容置空間9內(nèi)的液體，液體受熱膨脹，推動(dòng)擴(kuò)張?bào)w81和密封銅套82徑向向外擴(kuò)張，密封銅套82抵靠到套管內(nèi)壁從而起到密封作用。當(dāng)?shù)谝淮巫⑵Y(jié)束后，在井內(nèi)壓力緩慢下降的過程中，封隔器密封段的外表面受到井內(nèi)壓力向內(nèi)的壓力作用，密封段的表面易發(fā)生向內(nèi)收縮變形，造成塑性形變而不會(huì)恢復(fù)到平整表面。當(dāng)再次注汽時(shí)密封段即使再次膨脹，但因密封段表面已經(jīng)發(fā)生向內(nèi)收縮的塑性形變，已經(jīng)形成的表面皺折無法恢復(fù)如初。此種現(xiàn)象的發(fā)生造成再次注入蒸汽時(shí)，該封隔器無法滿足間歇注汽工藝下的多輪次注汽要求。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種擴(kuò)張式間歇注汽封隔器，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種擴(kuò)張式間歇注汽封隔器，能夠滿足現(xiàn)場間歇注汽的要求，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)耐用。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種擴(kuò)張式間歇注汽封隔器，包括一中心管，所述中心管的外部同心套設(shè)有中心外管；所述中心外管的第一端與所述中心管之間形成密封；所述中心外管的外部同軸套設(shè)有能產(chǎn)生彈性變形的擴(kuò)張裝置，所述擴(kuò)張裝置與所述中心外管之間具有封閉的環(huán)形容置空間，所述環(huán)形容置空間內(nèi)填充有能受熱膨脹的液體；所述中心管的外側(cè)套設(shè)固定有環(huán)形的密封固定座，所述密封固定座抵靠在所述中心外管的第二端；所述密封固定座上固定有環(huán)形的密封卡瓦；所述密封卡瓦能在井內(nèi)壓力作用下與套筒內(nèi)壁之間形成密封。

在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述密封固定座的外側(cè)設(shè)有環(huán)形凹槽；所述密封卡瓦的外側(cè)面為連續(xù)平滑的表面，所述密封卡瓦具有一體設(shè)置的環(huán)形固定部和環(huán)形凸伸部，所述環(huán)形固定部嵌入到所述環(huán)形凹槽內(nèi)；所述環(huán)形凸伸部朝向遠(yuǎn)離所述中心外管的第二端的方向延伸，并與所述密封固定座之間具有間隙；所述環(huán)形凸伸部能在所述井內(nèi)壓力作用下徑向擴(kuò)張。

在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述密封卡瓦由聚四氟乙烯制成。

在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述密封固定座焊接在所述中心管的外側(cè)。

在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述擴(kuò)張裝置包括擴(kuò)張?bào)w和密封銅套；所述擴(kuò)張?bào)w及所述密封銅套均為套筒形，所述擴(kuò)張?bào)w的兩端固定在所述中心外管上，所述擴(kuò)張?bào)w與所述中心外管之間形成所述環(huán)形容置空間；所述密封銅套套設(shè)在所述擴(kuò)張?bào)w的外部。

在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述擴(kuò)張?bào)w的外表面設(shè)有嵌入槽，所述密封銅套嵌入在所述嵌入槽內(nèi)，所述密封銅套的外表面與所述擴(kuò)張?bào)w的外表面齊平。

由上所述，本實(shí)用新型的擴(kuò)張式間歇注汽封隔器，通過在擴(kuò)張裝置下方設(shè)置密封卡瓦，在停止注汽時(shí)，由于該密封卡瓦在收到井內(nèi)壓力時(shí)與套管內(nèi)壁形成密封，阻斷了井內(nèi)壓力向上傳遞到擴(kuò)張裝置的外表面，避免了擴(kuò)張裝置的外表面在壓力作用下產(chǎn)生塑性褶皺。當(dāng)再次注汽時(shí)，該封隔器仍然能夠?qū)崿F(xiàn)耐溫耐壓的要求，滿足現(xiàn)場對間歇注汽工藝下的多輪次注汽要求。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中：

圖1：為本實(shí)用新型擴(kuò)張式間歇注汽封隔器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：為現(xiàn)有的擴(kuò)張式封隔器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

參見圖1，為該擴(kuò)張式間歇注汽封隔器100工作時(shí)的設(shè)置方向，圖中的上部和下部即為該擴(kuò)張式間歇注汽封隔器100的上部和下部。本實(shí)用新型提供了一種擴(kuò)張式間歇注汽封隔器100，包括一中心管1，所述中心管1的外部同心套設(shè)有中心外管2，中心外管2可以相對于中心管1產(chǎn)生滑動(dòng)。中心管1用來通過需要注入的蒸汽，中心管1的上端螺紋連接有變扣連接短節(jié)3。所述中心外管2的第一端(即上端)與所述中心管1之間形成有環(huán)形的密封安裝間隙4，密封安裝間隙4內(nèi)從下向上依次安裝有多個(gè)石墨密封環(huán)5，最下部的石墨密封環(huán)5抵靠在中心外管2上，在最上端的石墨密封環(huán)5上安裝頂環(huán)6。中心管1的外部套設(shè)有壓帽7，壓帽7螺紋連接在中心外管2的上端，將頂環(huán)6及石墨密封環(huán)5壓緊在密封安裝間隙4內(nèi)，將中心外管2的上端與中心管1之間形成密封。所述中心外管2的外部同軸套設(shè)有能產(chǎn)生彈性變形的擴(kuò)張裝置8，擴(kuò)張裝置8為套筒形，擴(kuò)張裝置8的上下兩端分別固定在中心外管2的外壁上。中心外管2的中部設(shè)有向內(nèi)凹陷的部位，從而在所述擴(kuò)張裝置8與所述中心外管2之間形成封閉的環(huán)形容置空間9，所述環(huán)形容置空間9內(nèi)填充有能受熱膨脹的液體，例如水或化學(xué)藥劑；液體受熱膨脹后對擴(kuò)張裝置8施壓，使擴(kuò)張裝置8徑向向外擴(kuò)張，擴(kuò)張裝置8的外側(cè)面與套管內(nèi)壁之間產(chǎn)生壓力形成密封。為了防止在間歇注汽時(shí)，井下壓力作用到擴(kuò)張裝置8的外表面而將擴(kuò)張裝置8向內(nèi)壓產(chǎn)生塑性變形褶皺，在所述中心管1的外側(cè)套設(shè)固定有環(huán)形的密封固定座10，所述密封固定座10抵靠在所述中心外管2的第二端，即密封固定座10位于中心外管2的下方并抵靠在中心外管2的下端。所述密封固定座10上固定有環(huán)形的密封卡瓦11；所述密封卡瓦11能在井內(nèi)壓力作用下與套筒內(nèi)壁之間形成密封，從而將井下壓力阻斷，井下壓力不會(huì)再作用到密封固定座10上方的擴(kuò)張裝置8的外表面；當(dāng)再次注汽時(shí)，擴(kuò)張裝置8的外表面可以與套管內(nèi)壁之間重新形成良好的密封。

進(jìn)一步，所述密封固定座10為環(huán)形的金屬件，密封固定座10焊接固定在中心管1的外側(cè)，采用環(huán)形密封焊接。密封固定座10的外側(cè)設(shè)有一個(gè)環(huán)形凹槽。所述密封卡瓦11由聚四氟乙烯制成，整體上為套筒形狀，所述密封卡瓦11的外側(cè)面為圓柱面或錐形面等連續(xù)平滑的表面，用于和套筒內(nèi)壁之間形成密封。具體的，所述密封卡瓦11具有一體設(shè)置的環(huán)形固定部111和環(huán)形凸伸部112，所述環(huán)形固定部111的壁厚較大，嵌入到所述環(huán)形凹槽內(nèi)。所述環(huán)形凸伸部112朝向遠(yuǎn)離所述中心外管2的第二端的方向延伸，即環(huán)形凸伸部112從環(huán)形固定部111的下端朝下方伸出，將密封固定座10遮擋一部分并與所述密封固定座10之間具有間隙113；井下壓力進(jìn)入到該間隙113內(nèi)，從環(huán)形凸伸部112的內(nèi)側(cè)對其進(jìn)行加壓，所述環(huán)形凸伸部112在所述井內(nèi)壓力作用下產(chǎn)生徑向擴(kuò)張，與套管內(nèi)壁之間緊密接觸形成密封，阻斷井下壓力繼續(xù)向上作用在擴(kuò)張裝置8的外表面。

具體的，在一種實(shí)施方式中，所述擴(kuò)張裝置8與現(xiàn)有的擴(kuò)張式封隔器相同，參見圖2，即擴(kuò)張裝置8包括擴(kuò)張?bào)w81和密封銅套82；所述擴(kuò)張?bào)w81及所述密封銅套82均為套筒形，所述擴(kuò)張?bào)w81的兩端焊接固定在所述中心外管2上，所述擴(kuò)張?bào)w81與所述中心外管2之間形成所述環(huán)形容置空間9。所述擴(kuò)張?bào)w81的外表面設(shè)有嵌入槽，所述密封銅套82嵌入在所述嵌入槽內(nèi)，所述密封銅套82的外表面與所述擴(kuò)張?bào)w81的外表面齊平。擴(kuò)張?bào)w81的下端螺紋連接有擋環(huán)12，擋環(huán)12抵靠在密封銅套82的下端，將密封銅套82固定在嵌入槽內(nèi)。

如圖1所示，所述擴(kuò)張裝置8也可以采用一體結(jié)構(gòu)的方式，即采用能產(chǎn)生彈性變形并且耐磨的材料一體形成，擴(kuò)張裝置8的上下兩端分別焊接固定在中心外管2上，結(jié)構(gòu)更加簡單。

本實(shí)用新型的擴(kuò)張式間歇注汽封隔器100，通過隔熱管將該封隔器下入到指定深度，當(dāng)蒸汽通過注汽管柱注入井內(nèi)時(shí)，高溫的蒸汽將熱量從中心管1傳遞到環(huán)形容置空間9中的液體，液體受熱膨脹，推動(dòng)擴(kuò)張裝置8徑向向外擴(kuò)張，使封隔器座封。之后停止注汽，環(huán)形容置空間9中的液體溫度降低，擴(kuò)張裝置8逐漸收縮，此時(shí)由于擴(kuò)張裝置8下方的密封卡瓦11在收到井內(nèi)壓力時(shí)與套管內(nèi)壁形成密封，阻斷了井內(nèi)壓力向上傳遞到擴(kuò)張裝置8的外表面，避免了擴(kuò)張裝置8的外表面在壓力作用下產(chǎn)生塑性褶皺。當(dāng)再次注汽時(shí)，該封隔器仍然能夠?qū)崿F(xiàn)耐溫耐壓的要求，滿足現(xiàn)場對間歇注汽工藝下的多輪次注汽要求。

以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。具體實(shí)施方式中所說明的特征的所有組合未必是本實(shí)用新型所限制的解決手段，可以理解這些附加的構(gòu)造特征以及操作改進(jìn)可以單獨(dú)使用或者相互結(jié)合使用。因此，應(yīng)該理解本實(shí)用新型不限于任何具體的特征或元件的結(jié)合，并且在此描述的任何期望的特征組合都能被實(shí)施而不偏離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。